Réservecognitive

228 vues

Publié le

L’hypothèse de la réserve cognitive a été proposée pour rendre compte des données indiquant que la sévérité de l’atteinte cérébrale n’est pas toujours un bon indicateur de la sévérité des déficits qui lui sont associés. Selon cette hypothèse, la réserve cognitive modulerait le lien entre l’atteinte cérébrale et ses manifestations cliniques en limitant l’impact qu’ont les atteintes du cerveau sur la cognition. L’objectif de cette revue est de présenter la notion de la réserve cognitive et ses liens avec le vieillissement cognitif et les maladies neurodégénératives. Cette revue porte sur les mécanismes neuronaux proposés comme susceptibles de sous-tendre la réserve cognitive, ainsi que sur les facteurs qui ont été proposés comme étant les plus susceptibles d’augmenter ou au contraire, de réduire la réserve cognitive. Elle présente également les études ayant évalué l’hypothèse de la réserve cognitive auprès de populations cliniques.

Publié dans : Santé & Médecine
0 commentaire
0 j’aime
Statistiques
Remarques
  • Soyez le premier à commenter

  • Soyez le premier à aimer ceci

Aucun téléchargement
Vues
Nombre de vues
228
Sur SlideShare
0
Issues des intégrations
0
Intégrations
2
Actions
Partages
0
Téléchargements
2
Commentaires
0
J’aime
0
Intégrations 0
Aucune incorporation

Aucune remarque pour cette diapositive

Réservecognitive

  1. 1. Synthe`se Re´serve cognitive et changements neuronaux associe´s au vieillissement Cognitive reserve and neuronal changes associated with aging SYLVIA VILLENEUVE 1,2 SYLVIE BELLEVILLE 1,2 1 Centre de recherche, Institut Universitaire de ge´riatrie de Montre´al 2 De´partement de psychologie, Universite´ de Montre´al <sylvie.belleville@umontreal. ca> Tire´s a` part : S. Belleville Re´sume´. L’hypothe`se de la re´serve cognitive a e´te´ propose´e pour rendre compte des donne´es indiquant que la se´ve´rite´ de l’atteinte ce´re´brale n’est pas toujours un bon indicateur de la se´ve´rite´ des de´ficits qui lui sont associe´s. Selon cette hypothe`se, la re´serve cognitive modulerait le lien entre l’atteinte ce´re´brale et ses manifestations cliniques en limitant l’impact qu’ont les atteintes du cerveau sur la cognition. L’objectif de cette revue est de pre´senter la notion de la re´serve cognitive et ses liens avec le vieillissement cognitif et les maladies neurode´ge´ne´ratives. Cette revue porte sur les me´canismes neuronaux propose´s comme susceptibles de sous-tendre la re´serve cognitive, ainsi que sur les facteurs qui ont e´te´ propose´s comme e´tant les plus susceptibles d’augmenter ou au contraire, de re´duire la re´serve cognitive. Elle pre´sente e´galement les e´tudes ayant e´value´ l’hypothe`se de la re´serve cognitive aupre`s de populations cliniques. Mots cle´s : fardeau vasculaire, maladie d’Alzheimer, maladies neurode´ge´ne´ratives, re´serve cognitive, vieillissement Abstract. The severity of brain lesions is not a perfect predictor of the severity of cognitive deficits in age-related brain disorders, an observation which has led to the cognitive reserve hypothesis. According to this hypothesis, cognitive reserve modulates the rela- tionship between cerebral lesions and their clinical manifestations by limiting the negative impact of cerebral lesions on cognition. Thus, individuals with high cognitive reserve could sustain a greater amount of neuropathological lesions before they reach the criteria for dementia. The goal of this review is to present and discuss the notion of cognitive reserve, a hypothesis that brings a novel perspective to the complexity of normal and pathological cognitive aging. The present article describes the neuronal mechanisms pro- posed to underlie cognitive reserve and the factors that increase and decrease reserve. In addition, influent studies that have measured the cognitive reserve hypothesis in clinical populations are presented. Key words: aging, Alzheimer’s disease, cognitive reserve, neurodegenerative diseases, vascular burden L a relation entre le degre´ d’atteinte ce´re´brale et les conse´quences cliniques qui y sont associe´es varie conside´rablement d’un individu a` l’autre. Cette variabilite´ indique qu’un ou plusieurs facteurs n’ayant pas trait a` la localisation, a` la nature ou a` la taille de la le´sion en modulent les effets cliniques. La re´serve cognitive fait re´fe´rence a` la capacite´ qu’ont les individus a` re´sister aux dommages ce´re´braux. Il a e´te´ propose´ que la re´serve cognitive modifie le lien entre l’atteinte ce´re´- brale et l’expression clinique des de´ficits [1-7]. Ainsi, les personnes dont la re´serve est e´leve´e pourraient souffrir d’un degre´ de de´te´rioration neuronale plus important que celles dont la re´serve est faible avant que les signes cliniques de leur maladie ne se manifestent. L’objectif de cet article est de pre´senter l’hypothe`se de la re´serve cognitive, de faire une synthe`se des travaux qui l’ont inspire´e et de ceux qui l’ont teste´e directement. Au terme de cette revue, le lecteur dispo- sera des donne´es empiriques actuelles permettant de re´pondre a` trois questions importantes en regard de ce mode`le : Quelles sont les bases neurocognitives de la re´serve ? Quels sont les facteurs identifie´s comme modulant la re´serve ? Quels sont les appuis en faveur du mode`le de la re´serve dans les populations cliniques ? Pour apporter des e´le´ments de re´ponse a` ces ques- tions, 1) nous exposerons d’abord les grands mode`les proposant des substrats neurocognitifs a` la re´serve cognitive, 2) nous examinerons les facteurs associe´s a` Psychol NeuroPsychiatr Vieil 2010 ; 8 (2) : 133-40 doi:10.1684/pnv.2010.0214 Psychol NeuroPsychiatr Vieil, vol. 8, no 2, juin 2010 133
  2. 2. la re´serve, 3) nous pre´senterons les travaux en neuro- imagerie chez des individus porteurs d’une maladie neurode´ge´ne´rative, mais qui diffe`rent sur le plan de leur re´serve, 4) nous pre´senterons la relation entre les facteurs de re´serve et l’histoire naturelle de la maladie et, enfin, 5) nous pre´senterons les travaux qui ont e´value´ les substrats neurocognitifs de la re´serve. Cette synthe`se a e´te´ re´alise´e en faisant appel aux moteurs de recherche PubMed et PsycInfo en utilisant les mots cle´s : cognitive reserve, neuronal reserve et cognition. Parmi les 347 articles re´pertorie´s, seuls les articles traitant du vieillissement ont e´te´ retenus et une attention particulie`re a e´te´ porte´e aux articles traitant de vieillissement pathologique. Mode`les the´oriques de la re´serve Deux grands types de mode`les ont e´te´ propose´s comme substrat neurocognitif de la re´serve : les mode`les passifs proposent que la re´serve de´pende de caracte´ristiques anatomiques, alors que les mode`les actifs sugge`rent que la re´serve repose sur l’acce`s a` des processus cognitifs et/ou des re´seaux ce´re´braux optimaux et compensatoires. Mode`les passifs Les premie`res versions du mode`le de la re´serve proposent que des diffe´rences interindividuelles sur le plan de l’anatomie du cerveau sous-tendent les diffe´rents niveaux de re´serve. Selon ces mode`les dits passifs, l’apparition des manifestations cliniques conse´cutives a` des atteintes ce´re´brales est module´e par des diffe´rences dans le volume ce´re´bral, le nombre de neurones ou le nombre de synapses (voir [1] pour un des mode`les les plus influents, voir aussi [8, 9]). Puisqu’ils disposent d’un nombre de neurones et de synapses plus e´leve´, les individus porteurs d’une plus grande re´serve pourraient tole´rer des le´sions ce´re´bra- les plus importantes avant que ne se manifestent les signes cliniques. Ainsi, plusieurs e´tudes anatomoclini- ques ont rapporte´ des cas de personnes pre´sentant a` l’autopsie un stade avance´ de le´sions neuropathologiques caracte´ristiques de la maladie d’Alzheimer (de´ge´ne´- rescences neurofibrillaires et plaques se´niles), malgre´ un profil cognitif normal avant le de´ce`s [10-14]. Or des travaux ayant rapporte´ de tels cas ont observe´ que la taille du cerveau de ces personnes e´tait plus grande que celle de personnes ayant de´veloppe´ une de´mence [11]. Le mode`le passif de la re´serve interpre`te ces donne´es en proposant qu’un cerveau plus grand permettrait une plus grande re´sistance a` la maladie [1]. Mode`les actifs En revanche, les mode`les actifs proposent que la re´serve repose sur les me´canismes neurocognitifs par lesquels une taˆche est re´alise´e [2, 6, 15-17]. Selon cette famille de mode`les, les individus varient quant a` leur capacite´ a` activer les processus cognitifs ou les re´seaux neuronaux optimaux lorsqu’ils re´alisent une taˆche cognitive [6]. Les individus dont la re´serve est e´leve´e pourraient faire appel a` des re´seaux neuronaux (ou a` des strate´gies cognitives) plus efficaces et plus flexibles. Ces re´seaux leur permettraient un fonctionne- ment cognitif optimal malgre´ les modifications neuro- nales associe´es a` l’aˆge [17]. De plus, ces individus seraient plus aptes a` recruter des re´seaux alternatifs en cas de le´sions ce´re´brales [6, 17]. La notion de re´serve active [6, 16] rejoint d’autres mode`les plus ge´ne´raux concernant la plasticite´ ce´re´- brale et l’e´volution des syste`mes biologiques. Selon Edelman et Gally [18], la potentialite´, pour des e´le´ments structurellement diffe´rents (ex : deux re´seaux neuro- naux distincts), de re´aliser une meˆme taˆche ou d’accomplir une meˆme fonction (ex. : une taˆche mne´- sique) caracte´rise de multiples syste`mes biologiques et est essentielle a` la survie d’une espe`ce [18]. Ainsi, la plasticite´ des re´seaux ce´re´braux et leur capacite´ a` re´aliser diffe´rentes fonctions, permettrait le recrute- ment adaptatif de circuits alternatifs en cas de le´sion ce´re´brale. Dans l’optique de Edelman et Gally, ce phe´nome`ne de re´organisation est essentiellement neu- robiologique. Diffe´rents e´le´ments neuronaux distincts prendraient en charge la fonction, mais ils ne le feraient pas par le biais de strate´gies cognitives nouvelles et adaptatives. En revanche, Stern [2, 6] propose que la re´serve cognitive puisse faire appel a` l’utilisation de strate´gies cognitives flexibles et alternatives. A` titre d’exemple, des patients scolarise´s pourraient faire appel a` leur bagage de connaissances verbales pour pallier des difficulte´s en me´moire e´pisodique. Bien que souvent conside´re´s comme exclusifs, cer- tains auteurs proposent une inte´gration des mode`les actifs et passifs de la re´serve cognitive [2, 4, 6, 15]. En effet, un nombre important de neurones et de synapses pourrait re´duire l’impact des dommages ce´re´braux associe´s au vieillissement normal ou pathologique tout en facilitant le recours a` des strate´gies cognitives et circuits neuronaux flexibles. S. Villeneuve, S. Belleville 134 Psychol NeuroPsychiatr Vieil, vol. 8, no 2, juin 2010
  3. 3. Les facteurs associe´s a` la re´serve Par ailleurs, les mode`les actifs et passifs ont identifie´ des facteurs qui pourraient influencer ou refle´ter la re´serve cognitive. Parmi ces facteurs, l’e´duca- tion, le style de vie et l’intelligence ont e´te´ les plus e´tudie´s [2, 19, 20]. Un tre`s grand nombre d’e´tudes e´pide´miologiques ont rapporte´ qu’un niveau de scola- rite´ e´leve´ [21-28], un style de vie stimulant [19, 27, 29], un emploi stimulant [26-28, 30] et une intelligence e´leve´e [17, 27] sont associe´s a` une diminution du risque de de´mence (pour des revues, voir [2, 3, 20, 31]). Dans les dernie`res anne´es, d’autres facteurs dont l’impact serait de´le´te`re pour la re´serve cognitive ont e´galement e´te´ identifie´s. Parmi ces facteurs, le fardeau vasculaire – c’est-a`-dire les facteurs de risque et les maladies vasculaires – est celui qui a suscite´ le plus d’inte´reˆt. Les facteurs de risque et les maladies vasculaires sont associe´s a` la pre´sence de lacunes et de le´sions dif- fuses de la substance blanche [32]. Dans une revue re´cente, Galluzzi et al. [33] proposent l’hypothe`se qu’un nombre important de le´sions de la substance blanche diminue l’efficacite´ des circuits neuronaux, re´duisant ainsi les possibilite´s de re´organisation ce´re´brale. On peut donc penser que les anomalies vasculaires dimi- nuent la re´serve en alte´rant la connectivite´ neuronale et/ou en re´duisant les possibilite´s de re´organisation fonctionnelle. D’ailleurs, le fardeau vasculaire est asso- cie´ a` un plus grand risque de troubles cognitifs chez les personnes aˆge´es [34-39], ainsi qu’a` une augmentation du de´clin cognitif chez les patients pre´sentant un trouble cognitif le´ger ou une de´mence [40-42]. Bien que la rela- tion entre maladie d’Alzheimer et maladies vasculaires soit complexe [43], le fardeau vasculaire a aussi e´te´ associe´ au de´veloppement de la maladie d’Alzheimer [42], et la pre´sence d’anomalies de la substance blanche augmente l’atteinte cognitive des personnes souffrant de cette maladie [44]. Enfin, les facteurs de risques et les maladies vasculaires semblent colorer le tableau clinique des personnes re´pondant aux crite`res du trouble cognitif le´ger amnestique en y surajoutant une atteinte exe´cutive [45]. La re´serve cognitive dans les maladies neurode´ge´ne´ratives lie´es a` l’aˆge Les e´tudes examinant la relation entre l’atteinte ce´re´brale et les manifestations cliniques de la maladie d’Alzheimer appuient la notion de re´serve. La majorite´ des travaux de la litte´rature ont e´value´ l’hypothe`se de la re´serve en mesurant le me´tabolisme re´gional du glu- cose (rCMRglc) au repos. Puisque le rCMRglc au repos refle`te l’efficacite´ neuronale [29], celui-ci diminue avec la progression et la se´ve´rite´ de la maladie d’Alzheimer [46, 47]. Ainsi, des e´tudes ont rapporte´ que, pour un meˆme degre´ d’atteinte cognitive, les patients fortement scolarise´s [26, 48, 49], dont l’emploi e´tait stimulant [26, 50], qui pratiquaient des activite´s de loisirs stimulantes [51] ou qui avaient un quotient intellectuel pre´-morbide supe´rieur [52] avaient un rCMRglc au repos infe´rieur (donc une pathologie plus se´ve`re) a` celui des patients qui ne pre´sentaient pas ces marqueurs de re´serve (pour une revue voir [6]). Ces re´sultats sugge`rent que, pour un meˆme niveau d’atteinte clinique, les personnes dont la re´serve est supe´rieure pre´sentent des atteintes ce´re´brales plus importantes que les personnes dont la re´serve est infe´rieure. En corollaire, on peut penser que si ces patients e´taient apparie´s sur le plan de l’atteinte ce´re´brale, ceux dont la re´serve est e´leve´e devraient montrer les signes cliniques les plus le´gers. Des travaux re´alise´s chez des patients en phase pre´de´mentielle de la maladie d’Alzheimer rapportent des re´sultats similaires. Dans une e´tude longitudinale, Garibotto et al. [26] ont montre´ que les personnes plus scolarise´es et dont le type d’emploi e´tait plus stimulant pre´sentaient, quatorze mois avant leur diagnostic de maladie d’Alzheimer, un taux de rCMRglc infe´rieur a` celui de personnes ne pre´sentant pas ces marqueurs de re´serve dans le cortex temporo-parie´tal poste´rieur et le pre´cune´us. Ici encore, ces donne´es appuient l’hypothe`se de la re´serve cognitive puisqu’ils indiquent que la re´serve permet aux personnes en phase pre´-clinique de maladie d’Alzheimer de maintenir leurs capacite´s cognitives malgre´ une diminution de leur me´tabolisme ce´re´bral. Il est inte´ressant de souligner que le meˆme effet a e´te´ rapporte´ chez des patients pre´sentant d’autres types de maladies neurode´ge´ne´ratives. Une e´tude re´alise´e dans la de´mence a` corps de Lewy a montre´ que les patients posse´dant une re´serve e´leve´e (mesu- re´e par le niveau d’e´ducation) avaient un taux de rCMRglc infe´rieur a` celui de patients avec une re´serve faible pour un niveau de fonctionnement cognitif comparable. L’effet e´tait particulie`rement marque´ dans les cortex associatifs frontaux et poste´rieurs, dans les noyaux gris centraux ainsi que dans le pulvinar [53]. Un effet comparable a e´te´ rapporte´ dans la de´mence fronto-temporale mais dans ce cas-ci, l’effet e´tait observe´ au niveau du cortex frontal [54]. Re´serve cognitive et changements neuronaux Psychol NeuroPsychiatr Vieil, vol. 8, no 2, juin 2010 135
  4. 4. En re´sume´, les re´sultats obtenus aupre`s de pop- ulations cliniques indiquent que les personnes atteintes de maladies neurode´ge´ne´ratives dont la re´serve est e´leve´e maintiennent un degre´ de fonctionnement cognitif e´quivalent a` celui des personnes dont la re´serve est faible malgre´ la pre´sence d’atteintes ce´re´brales plus impor- tantes. Cet effet paraıˆt se manifester dans les phases pre´de´mentielles des affections de´ge´ne´ratives et n’est pas spe´cifique a` la maladie d’Alzheimer, puisqu’il caracte´rise e´galement d’autres maladies. Il est inte´ressant de souligner que les diffe´rences de me´tabolisme ce´re´bral se manifestent dans les re´gions typiquement associe´es au type de de´mence dont souffrent les patients. La re´serve paraıˆt donc agir de fac¸on pre´coce dans le de´veloppement d’un grand nombre de maladies ce´re´brales e´volutives en retardant l’apparition des premiers signes et en diminuant leur se´ve´rite´. Nous verrons dans la prochaine section que cet effet protecteur sur les signes cliniques ne se maintient pas dans les stades tre`s avance´s de la maladie. Relation entre les facteurs de re´serve et l’histoire naturelle de la maladie Les donne´es pre´sente´es plus haut indiquent que les personnes dont la re´serve est supe´rieure peuvent tole´rer un certain niveau d’atteinte ce´re´brale avant que n’appa- raissent les manifestations cliniques. Elles indiquent e´galement que l’effet protecteur continue de se manifes- ter une fois la maladie de´clare´e et diagnostique´e, au moins dans ses stades d’e´volution le´gers a` mode´re´s. Une question importante est de savoir si la re´serve permet de ralentir le de´clin des atteintes cliniques et cognitives associe´es a` ces maladies tout au long de l’e´volution, incluant les stades les plus se´ve`res. Bien que la re´serve retarde l’apparition des signes cliniques, des travaux ont mis en e´vidence qu’apre`s leur apparition le fonctionnement cognitif des patients dont la re´serve est supe´rieure se de´te´riore plus rapidement que chez ceux dont la re´serve est infe´rieure [25, 55-63]. De plus, a` partir du moment ou` elles rencontrent les crite`res cliniques de de´mence, les personnes dont la re´serve cognitive est supe´rieure ont un plus haut risque de de´ce`s que celles dont la re´serve est infe´rieure [24, 64] (mais voir aussi [58] qui n’appuient pas ces re´sultats). Une explication a` ces observations, a` premie`re vue contre-intuitives, a e´te´ propose´e par Stern et al. [55] (voir aussi [6]). Selon ces auteurs, les phe´nome`nes de re´serve ou de compensation ne sont plus possibles lorsque les dommages ce´re´braux deviennent trop importants. Comme les patients ayant une plus grande re´serve de´veloppent les signes cliniques de de´mence plus tardivement, ils atteignent ce point plus rapide- ment ensuite (figure 1). Le de´clin cognitif rapide, ainsi que le risque de de´ce`s plus e´leve´, refle´teraient donc le fait que ces personnes maintenaient au pre´alable un niveau cognitif supe´rieur a` ce qu’aurait duˆ refle´ter la se´ve´rite´ de leur atteinte ce´re´brale. Fait inte´ressant, l’acce´le´ration de la pente de de´clin chez les personnes ayant une re´serve e´leve´e se manifeste e´galement dans la phase pre´clinique de la de´mence. Scaermas et al. avant et apre`s le diagnostic de de´mence [65] ont e´value´ la pente de de´clin cognitif chez 312 person- nes aˆge´es avant et apre`s que le diagnostic de de´mence ne soit porte´. Cette e´tude re´ve`le que les sujets plus e´duque´s pre´sentaient un de´clin plus rapide que les moins e´duque´s dans les taˆches exe´cutives (e´value´es a` l’aide de la fluence verbale et phone´mique) et dans les taˆches de me´moire visuelle (e´value´e a` l’aide du Selective Reminding Test et du Benton Visual Rentention Test) avant et apre`s le diag- nostic de de´mence [65]. Ces re´sultats ont e´te´ confirme´s par l’e´tude de Amieva et al. qui rapporte un de´clin plus rapide chez les personnes avec une re´serve e´leve´e trois ans avant le diagnostic de de´mence [56]. Les substrats neurocognitifs de la re´serve Les e´tudes de´crites plus haut ont fait appel a` la neuro-imagerie pour quantifier le degre´ d’atteinte S. Villeneuve, S. Belleville Progression de la neuropathologie Réserve cognitive élevée Réserve cognitive faible Vieillissement normal Trouble cognitif léger Démence stade léger à modéré Démence stade sévère Manifestationscliniques Figure 1. Schéma inspiré de Stern [6]. Les personnes ayant une réserve cognitive élevée peuvent soutenir un niveau d’atteinte cérébrale plus élevé avant de présenter des signes de détériora- tion cognitive. Toutefois, lorsque les troubles cognitifs débutent (point d’inflexion), leur déclin est plus rapide. Figure 1. Diagram inspired from Stern [6]. Individuals with high cognitive reserve can sustain a greater amount of neuropathologi- cal lesions before presenting cognitive deterioration. However, once cognitive decline begins (inflexion point), it is faster in indivi- duals with high reserve. 136 Psychol NeuroPsychiatr Vieil, vol. 8, no 2, juin 2010
  5. 5. neuronale. La neuro-imagerie peut e´galement appor- ter des informations importantes sur les re´seaux neuronaux recrute´s dans la re´alisation des taˆches cognitives. Ce type d’e´tudes permet de tester directe- ment l’hypothe`se des mode`les actifs selon laquelle les personnes dont la re´serve est supe´rieure recrutent des re´seaux alternatifs pour compenser une atteinte neuronale. Plusieurs e´tudes ont rapporte´ que le recrutement de zones ce´re´brales plus e´tendues e´tait associe´ a` de meilleures performances cognitives, tant chez des per- sonnes aˆge´es normales que chez les personnes attein- tes de maladie d’Alzheimer (pour revues voir [2, 17, 66, 67]). Ces donne´es indiquent qu’une activation atypique pourrait eˆtre le signe d’une re´organisation fonction- nelle permettant de compenser une atteinte neuronale. Parmi les e´tudes les plus inte´ressantes, Cabeza et al. [68] ont compare´ l’activite´ ce´re´brale de 12 jeunes adul- tes a` celle de 8 personnes aˆge´es avec de bonnes capacite´s mne´siques (e´quivalentes a` celles des jeunes adultes) et a` celle de 8 personnes aˆge´es avec de faibles capacite´s mne´siques (infe´rieures a` celles des jeunes adultes). L’e´tude montrait que les personnes aˆge´es ayant de bonnes capacite´s mne´siques recrutaient des aires controlate´rales a` celles qui e´taient recrute´es par les sujets jeunes, alors que ce n’e´tait pas le cas des personnes aˆge´es dont les capacite´s mne´siques e´taient moindres. Ces re´sultats sont compatibles avec la notion de compensation neuronale propose´e par Stern [6, 66], puisqu’ils montrent que les personnes aˆge´es dont le fonctionnement mne´sique est supe´rieur recrutent des re´seaux diffe´rents de ceux qui sont recru- te´s par les jeunes. Ils sugge`rent e´galement que l’activa- tion de re´seaux ce´re´braux alternatifs peut compenser les changements ce´re´braux associe´s au vieillissement. Il faut toutefois souligner que l’e´tude rapporte´e ici ne teste pas directement le mode`le de re´serve cognitive propose´ par Stern [6, 66], puisqu’elle n’e´value pas si cet effet de compensation est associe´ a` une plus grande re´serve. Sole´-Padulle´s et al. [27] ont, pour leur part, teste´ les mode`les actifs et passifs de re´serve cognitive chez 16 personnes aˆge´es dont le fonctionnement cognitif e´tait normal, 12 personnes pre´sentant un trouble cognitif le´ger et 16 personnes souffrant de maladie d’Alzheimer. Pour cela, ils ont e´value´ la relation entre la re´serve et le volume intrace´re´bral, et entre la re´serve et l’activation ce´re´brale associe´e a` une taˆche de me´moire. Le niveau de scolarite´, le type d’emploi occupe´, la pratique d’activite´s stimulantes et le quotient intellectuel pre´morbide e´taient utilise´s comme marqueurs de re´serve. Chez les patients, le volume intrace´re´bral permettait d’estimer le degre´ d’atteinte ce´re´brale. Les auteurs rapportent un ensemble de donne´es com- plexes mais cohe´rentes avec plusieurs des hypothe`ses de la re´serve cognitive. Chez les personnes aˆge´es normales, une re´serve e´leve´e e´tait associe´e a` un volume intrace´re´- bral supe´rieur, ainsi qu’a` une re´duction de l’activation ce´re´brale lors d’une taˆche d’encodage visuel. Les re´sultats concernant le volume intrace´re´bral sont compatibles avec le mode`le passif qui propose que la re´serve cognitive soit associe´e a` un plus grand volume ce´re´bral. Selon les auteurs, la baisse d’activation ce´re´brale observe´e chez les personnes dont la re´serve e´tait supe´rieure, pourrait indiquer que la re´serve leur permettait de recruter des circuits neuronaux plus efficaces. D’autres e´tudes ont rapporte´ des re´sultats semblables chez les personnes aˆge´es saines [6]. Il est a` noter que ces re´sultats diffe`rent de ceux rapporte´s par Cabeza [68] qui a montre´ que les personnes aˆge´es plus performantes recrutaient des re´seaux e´tendus. Une telle divergence peut avoir plusieurs sources, dont le type et la difficulte´ de la taˆche utilise´e ou la fac¸on de mesurer la re´serve [27]. Chez les personnes pre´sentant un trouble cognitif le´ger ou une maladie d’Alzheimer, une re´serve e´leve´e e´tait associe´e a` une atrophie ce´re´brale plus importante, confirmant encore que les personnes dont la re´serve est supe´rieure peuvent tole´rer un niveau plus important d’atteinte ce´re´brale. Chez les personnes atteintes de maladie d’Alzheimer, une re´serve e´leve´e e´tait associe´e a` des activations ce´re´brales plus importantes pendant la taˆche de me´moire dans le cervelet droit, le gyrus lingual bilate´ral et le gyrus cingulaire ante´rieur. Ces re´sultats sugge`rent que la re´serve permet de compenser active- ment l’atteinte ce´re´brale par le recrutement de circuits neuronaux alternatifs. Aucun effet de la re´serve sur l’activation ce´re´brale n’e´tait observe´ chez les personnes avec trouble cognitif le´ger, possiblement en raison du faible nombre de participants dans ce groupe. Les re´sultats des e´tudes en neuro-imagerie sont cohe´rents avec l’hypothe`se de la re´serve cognitive, puisque les personnes saines dont la re´serve est e´leve´e ont une capacite´ neuronale supe´rieure aux personnes dont la re´serve est faible et que les personnes atteintes de maladies neurode´ge´ne´ratives dont la re´serve est e´leve´e peuvent tole´rer un niveau d’atteinte ce´re´brale plus important que ceux dont la re´serve est faible. Ces re´sultats apportent e´galement des pre´cisions quant aux substrats neurocognitifs de la re´serve. D’une part, les re´sultats concernant les personnes aˆge´es saines appuient les mode`les passifs, puisque Re´serve cognitive et changements neuronaux Psychol NeuroPsychiatr Vieil, vol. 8, no 2, juin 2010 137
  6. 6. ceux dont la re´serve est e´leve´e ont un volume ce´re´bral supe´rieur. En revanche, les re´sultats obtenus chez les personnes ayant une maladie d’Alzheimer appuient les mode`les actifs, puisque la re´serve est associe´e a` des activations plus importantes. A` la lumie`re de ces re´sultats, une vision plus inclusive de la re´serve devrait inte´grer les me´canismes propose´s dans les deux types de mode`les pre´sente´s. Conclusion Bien qu’il s’agisse d’une notion re´cente, l’hypothe`se de la re´serve cognitive est appuye´e par de tre`s nom- breuses donne´es empiriques. Toutefois plusieurs questions restent sans re´ponse. D’abord, les e´tudes sont limite´es a` l’examen d’un nombre restreint de facteurs de re´serve. Ces facteurs sont le plus souvent des variables socioculturelles comme la scolarite´ ou l’occupation et on comprend encore mal leur relation de causalite´ avec la re´serve. Par exemple, les e´tudes ne permettent pas de de´terminer si l’e´ducation augmente la re´serve ou si la re´serve permet d’acce´der a` une e´ducation plus importante. Il est aussi probable que d’autres facteurs jouent un roˆ le de mode´rateur dans la relation entre les le´sions ce´re´brales et les manifesta- tions cliniques. Nous avons propose´ que le fardeau vasculaire puisse diminuer la re´serve, mais d’autres fac- teurs comme une histoire de maladie psychoaffective (de´pression, schizophre´nie), la pre´sence de troubles du sommeil ou le stress sont e´galement susceptibles d’avoir un impact de´le´te`re sur la re´serve. Enfin, il est important de se pencher sur les conse´quences cliniques des observations rapporte´es ici. En particulier, les travaux pre´sente´s dans cet article montrent que les personnes dont la re´serve est e´leve´e ont des atteintes ce´re´brales importantes quand apparaissent les signes cliniques. Ces re´sultats pourraient indiquer que le diagnostic est pose´ tardivement chez ces personnes. Ce diagnostic plus tardif retarde la prise en charge pharmacologique, ce qui pourrait avoir un biais de´le´te`re dans l’e´ventualite´ ou` un me´dicament curatif serait identifie´. L’ensemble de ces observations souligne la complexite´ du phe´nome`ne et l’importance de mieux comprendre la fac¸on dont la re´serve cognitive agit dans le vieillissement normal et dans les maladies neurode´ge´ne´ratives. Remerciements. Les auteurs souhaitent remercier Ve´ronique Olivier, Chloe´ de Boysson et Francine Fontaine pour leurs commentaires sur le manuscrit. Conflit d’inte´reˆts : Les auteurs rec¸oivent l’appui de l’Institut de Recherche en Sante´ du Canada (IRSC) (subvention de recherche a` Sylvie Belleville et Bourse de doctorat a` Sylvia Villeneuve). Re´fe´rences 1. Satz P. Brain reserve capacity on symptom onset after brain injury : a formulation and review of evidence for threshold theory. Neuropsychology 1993 ; 7 : 273-95. 2. Stern Y. The concept of cognitive reserve. A catalyst for research. J Clin Exp Neuropsychol 2003 ; 25 : 589-93. 3. Whalley LJ, Deary IJ, Appleton C, Starr JM. Cognitive reserve and the neurobiology of cognitive aging. Ageing Res Rev 2004 ; 3 : 369-82. 4. Christensen H, Anstey KJ, Parslow RA, Maller J, Mackinnon A, Sachdev P. The brain reserve hypothesis, brain atrophy and aging. Gerontology 2007 ; 53 : 82-95. 5. Christensen H, Anstey KJ, Leach LS, Mackinnon AJ. Intelligence, education and occupation as indices of brain reserve. In : Craik G, Salthouse TA, eds. The handbook of ageing and cognition. Hillsdale (NJ) : Lawrence Erlbaum, 2008 : 133-89. 6. Stern Y. Cognitive reserve. Neuropsychologia 2009 ; 47 : 2015-28. 7. Petrosini L, De Bartolo P, Foti F, Gelfo F, Cutuli D, Leggio MG, et al. On whether the environmental enrichment may provide cognitive and brain reserves. Brain Res Rev 2009 ; 61 : 221-39. 8. Katzman R. Education and the prevalence of dementia and Alzheimer’s disease. Neurology 1993 ; 43 : 13-20. S. Villeneuve, S. Belleville Points cle´s • La re´serve cognitive fait re´fe´rence a` la capacite´ qu’ont les individus a` re´sister aux dommages ce´re´braux. • Les re´sultats de la litte´rature indiquent qu’une plus grande re´serve retarde l’impact clinique des maladies neurode´ge´ne´ratives. • Apre`s l’apparition des signes cliniques, le de´clin cognitif est toutefois plus rapide chez les patients dont la re´serve cognitive est supe´rieure. • L’e´ducation, le type d’emploi et le style de vie sont souvent utilise´s comme des indicateurs de la re´serve. • Les facteurs de risque et maladies vasculaires pourraient re´duire la re´serve cognitive. • Des diffe´rences inter-individuelles, tant sur le plan anatomique (ex : nombre de connexions synapti- ques) que sur le plan fonctionnel (ex : capacite´ a` recruter des re´seaux neuronaux compensatoires) sous-tendraient l’effet protecteur de la re´serve. 138 Psychol NeuroPsychiatr Vieil, vol. 8, no 2, juin 2010
  7. 7. 9. Mortimer JA, Schuman L, French L. Epidemiology of demen- ting illness. In : Mortimer JA, Schuman LM, eds. The epidemio- logy of dementia. Monographs in epidemiology and biostatistics. New York : Oxford University Press, 1981 : 323-33. 10. Bennett DA, Schneider JA, Wilson RS, Bienias JL, Arnold SE. Education modifies the association of amyloid but not tangles with cognitive function. Neurology 2005 ; 65 : 953-5. 11. Katzman R, Aronson M, Fuld P, Kawas C, Brown T, Morgens- tern H, et al. Development of dementing illnesses in an 80-year-old volunteer cohort. Ann Neurol 1989 ; 25 : 317-24. 12. Riley KP, Snowdon DA, Markesbery WR. Alzheimer’s neurofi- brillary pathology and the spectrum of cognitive function : findings from the Nun Study. Ann Neurol 2002 ; 51 : 567. 13. Roe CM, Xiong C, Miller JP, Morris JC. Education and Alzhei- mer disease without dementia support for the cognitive reserve hypothesis. Neurology 2007 ; 68 : 223-8. 14. Ince PG. Pathological correlates of late-onset dementia in a multicenter community-based population in England and Wales. Lancet 2001 ; 357 : 169-75. 15. Kalpouzos G, Eustache F, Desgranges B. Cognitive reserve and neural networks in normal aging and Alzheimer’s disease. Psychol NeuroPsychiatr Vieil 2008 ; 6 : 97-105. 16. Stern Y, Habeck C, Moeller J, Scarmeas N, Anderson KE, Hilton HJ, et al. Brain networks associated with cognitive reserve in healthy young and old adults. Cereb Cortex 2005 ; 15 : 394-402. 17. Stern Y. Cognitive reserve and Alzheimer disease. Alzheimer Dis Assoc Disord 2006 ; 20 : 112-7. 18. Edelman GM, Gally JA. Degeneracy and complexity in biologi- cal systems. Proc Natl Acad Sci 2001 ; 98 : 13763-8. 19. Fritsch T, Smyth KA, McClendon MJ, Ogrocki PK, Santillan C, Larsen JD, et al. Associations between dementia/mild cognitive impairment and cognitive performance and activity levels in youth. J Am Geriatr Soc 2005 ; 53 : 1191-6. 20. Lee Y, Kim J, Back JH. The influence of multiple lifestyle behaviours on cognitive functions in older persons living in the community. Preventive Medicine 2009 ; 48 : 86-90. 21. Karp A, Kareholt I, Qiu C, Bellander T, Winblad B, Fratiglioni L. Relation of education and occupation-based socioeconomic sta- tus to incident Alzheimer’s disease. Am J Epidemiol 2004 ; 159 : 175-83. 22. McDowell I, Xi G, Lindsay J, Tierney M. Mapping the connec- tions between education and dementia. J Clin Exp Neuropsychol 2007 ; 29 : 127-41. 23. Ngandu T, von Strauss E, Helkala EL, Winblad B, Nissinen A, Tuomilehto J, et al. Education and dementia : what lies behind the association ? Neurology 2007 ; 69 : 1442-50. 24. Qiu C, Ba¨ckman L, Winblad B, Agu¨ ero-Torres H, Fratiglioni L. The influence of education on clinically diagnosed dementia incidence and mortality data from the Kungsholmen Project. Arch Neurol 2001 ; 58 : 2034-9. 25. Tuokko H, Garrett DD, McDowell I, Silverberg N, Kristjansson B. Cognitive decline in high-functioning older adults : reserve or ascertainment bias ? Aging Ment Health 2003 ; 7 : 259-70. 26. Garibotto V, Borroni B, Kalbe E, Herholz K, Salmon E, Holtoff V, et al. Education and occupation as proxies for reserve in MCI converters and AD : FDG-PET evidence. Neurology 2008 ; 7 : 1342-9. 27. Sole´-Padulle´s C, Bartre´s-Faz D, Junque´ C, Vendrell P, Rami L, Clemente IC, et al. Brain structure and function related to cogni- tive reserve variables in normal aging, mild cognitive impairment and Alzheimer’s disease. Neurobiol Aging 2009 ; 30 : 1114-24. 28. Stern Y, Gurland B, Tatemichi TK, Tang MX, Wilder D, Mayeux R. Influence of education and occupation on the incidence of Alzheimer’s disease. JAMA 1994 ; 271 : 1004-10. 29. Hanyu H, Sato T, Shimizu S, Kanetaka H, Iwamoto T, Koizumi K. The effect of education on rCBF changes in Alzheimer’s disease : a longitudinal SPECT study. Eur J Nucl Med Mol Imaging 2008 ; 35 : 2182-90. 30. Scarmeas N, Levy G, Tang MX, Manly J, Stern Y. Influence of leisure activity on the incidence of Alzheimer’s disease. Neuro- logy 2001 ; 57 : 2236-42. 31. Valenzuela MJ, Sachdev P. Brain reserve and dementia : a systematic review. Psychol Med 2005 ; 35 : 1-14. 32. Roma´n GC, Erkinjuntti T, Wallin A, Pantoni L, Chui HC. Subcortical ischaemic vascular dementia. Lancet Neurol 2002 ; 1 : 426-36. 33. Galluzzi S, Lanni C, Pantoni L, Filippi M, Frisoni GB. White matter lesions in the elderly : pathophysiological hypothesis on the effect on brain plasticity and reserve. J Neurol Sci 2008 ; 273 : 3-9. 34. Aleman A, Muller M, Haan HHF, Van der Schouw YT. Vascular risk factors and cognitive function in a sample of independently living men. Neurobiol Aging 2005 ; 26 : 485-90. 35. Kuo HK, Sorond F, Iloputaife I, Gagnon M, Milberg W, Lipsitz LA. Effect of blood pressure on cognitive functions in elderly per- sons. J Gerontol A Biol Sci Med Sci 2004 ; 59 : 1191-4. 36. Singh-Manoux A, Marmot M. High blood pressure was asso- ciated with cognitive function in middle-age in the Whitehall II study. J Clin Epidemiol 2005 ; 58 : 1308-15. 37. Snowdon DA, Greiner LH, Mortimer JA, Riley KP, Greiner PA, Markesbery WR. Brain infarction and the clinical expression of Alzheimer disease : the Nun Study. JAMA 1997 ; 277 : 813-7. 38. Van Boxtel MPJ, Gaillard C, Houx PJ, Buntinx FPW, Jolles J. Can the blood pressure predict cognitive task performance in a healthy population sample ? J Hypertens 1997 ; 15 : 1069-76. 39. Vicario A, Martinez CD, Baretto D, Diaz Casale A, Nicolosi L. Hypertension and cognitive decline : impact on executive func- tion. J Clin Hypertens 2005 ; 7 : 598-604. 40. Meyer JS, Rauch G, Rauch RA, Haque A. Risk factors for cere- bral hypoperfusion, mild cognitive impairment, and dementia. Neurobiol Aging 2000 ; 21 : 161-9. 41. Knopman D, Boland LL, Mosley T, Howard G, Liao D, Szklo M, et al. Cardiovascular risk factors and cognitive decline in middle- aged adults. Neurology 2001 ; 56 : 42-8. 42. Solfrizzi V, Panza F, Colacicco AM, D’Introno A, Capurso C, Torres F, et al. Italian Longitudinal Study on Aging Working Group. Vascular risk factors, incidence of MCI, and rates of progression to dementia. Neurology 2004 ; 63 : 1882-91. 43. de la Torre JC, Stefano GB. Evidence that Alzheimer’s disease is a microvascular disorder : the role of constitutive nitric oxide. Brain Res Rev 2000 ; 34 : 119-36. 44. Schneider JA, Boyle PA, Arvanitakis Z, Bienias JL, Bennett DA. Subcortical infarcts, Alzheimer’s disease pathology, and memory function in older persons. Ann Neurol 2007 ; 62 : 59-66. Re´serve cognitive et changements neuronaux Psychol NeuroPsychiatr Vieil, vol. 8, no 2, juin 2010 139
  8. 8. 45. Villeneuve S, Belleville S, Massoud F, Bocti C, Gauthier S. Impact of vascular risk factors and diseases on cognition in persons with mild cognitive impairment. Dement Geriatr Cogn Disord 2009 ; 27 : 375-81. 46. Rapoport SI. Le fonctionnement synaptique e´value´ par l’imagerie fonctionnelle du cerveau dans la maladie d’Alzheimer. Psychol NeuroPsychiatr Vieil 2005 ; 3 : 97-106. 47. De Carli C, Atack JR, Ball MJ, Kay JA, Grady CL, Fewster P, et al. Post-mortem regional neurofibrillary tangle densities but not senile plaque densities are related to regional cerebral meta- bolic rates for glucose during life in Alzheimer’s disease patients. Neurodegeneration 1992 ; 1 : 113-21. 48. Perneczky R, Drzezga A, Diehl-Schmid J, Schmid G, Wohls- chla¨ger A, Kars S, et al. Schooling mediates brain reserve in Alzheimer’s disease : findings of fluoro-deoxy-glucose-positron emission tomography. J Neurol Neurosurg Psychiatry 2006 ; 77 : 1060-3. 49. Stern Y, Alexander GE, Prohovnik I, Mayeux R. Inverse rela- tionship between education and parietotemporal perfusion deficit in Alzheimer’s disease. Ann Neurol 1992 ; 32 : 371-5. 50. Stern Y, Alexander GE, Prohovnik I, Stricks L, Link B, Lennon MC. Relationship between lifetime occupation and parietal flow : implications for a reserve against Alzheimer’s disease pathology. Neurology 1995 ; 45 : 55-60. 51. Scarmeas N, Zarahn E, Anderson KE, Habeck CG, Hilton J, Flynn J, et al. Association of life activities with cerebral blood flow in Alzheimer disease-Implications for the cognitive reserve hypothesis. Arch Neurol 2003 ; 60 : 359-65. 52. Alexander GE, Furey ML, Grady CL, Pietrini P, Mentis MJ, Schapiro MB. Association of premorbid function with cerebral metabolism in Alzheimer’s disease : implications for the reserve hypothesis. Am J Psychiatry 1997 ; 154 : 165-72. 53. Perneczky R, Haussermann P, Diehl-Schmid J, Boecker H, Forstl H, Drzezga A, et al. Metabolic correlates of brain reserve in dementia with Lewy bodies : an FDG PET study. Dement Geriatr Cogn Disord 2007 ; 23 : 416-22. 54. Perneczky R, Diehl-Schmid J, Drzezga A. Kurz. Brain reserve capacity in frontotemporal dementia : a voxel-based 18F-FDG PET study. Eur J Nucl Med Mol Imaging 2006 ; 34 : 1082-7. 55. Stern Y, Albert S, Tang MX, Tsai WY. Rate of memory decline in AD is related to education and occupation : cognitive reserve ? Neurology 1999 ; 53 : 1942-57. 56. Amieva H, Jacqmin-Gadda H, Orgogozo JM, Le Carret N, Helmer C, Letenneur L, et al. The 9 year cognitive decline before dementia of the Alzheimer type : a prospective population-based study. Brain 2005 ; 128 : 1093-101. 57. Andel R, Vigen C, Mack WJ, Clark LJ, Gatz M. The effect of education and occupational complexity on rate of cognitive decline in Alzheimer’s patients. J Int Neuropsychol Soc 2006 ; 12 : 147-52. 58. Bruandet A, Richard F, Bombois S, Maurage CA, Masse I, Amouyel P, et al. Cognitive decline and survival in Alzheimer’s disease according to education level. Dement Geriatr Cogn Disord 2008 ; 25 : 74-80. 59. Teri L, McCurry SM, Edland SD, Kukull WA, Larson EB. Cogni- tive decline in Alzheimer’s disease : a longitudinal investigation of risk factors for accelerated decline. J Gerontol A Biol Sci Med Sci 1995 ; 50 : 49-55. 60. Rasmusson DX, Carson KA, Brookmeyer R, Kawas C, Brandt J. Predicting rate of cognitive decline in probable Alzheimer’s disease. Brain Cogn 1996 ; 31 : 133-47. 61. Wilson RS, Li Y, Aggarwal NT, Barnes LL, McCann JJ, Gilley DW, et al. Education and the course of cognitive decline in Alzhei- mer disease. Neurology 2004 ; 63 : 1198-202. 62. Helzner EP, Scarmeas N, Cosentino S, Portet F, Stern Y. Leisure activity and cognitive decline in incident Alzheimer disease. Arch Neurol 2007 ; 64 : 1749-54. 63. Hall CB, Derby C, Le Valley A, Katz MJ, Verghese J, Lipton RB. Education delays accelerated decline on a memory test in persons who develop dementia. Neurology 2007 ; 69 : 1657-64. 64. Stern Y, Tang MX, Denaro J, Mayeux R. Increased risk of mortality in Alzheimer’s disease patients with more advanced educational and occupational attainment. Ann Neurol 1995 ; 37 : 590-5. 65. Scarmeas N, Albert SM, Manly JJ, Stern Y. Education and rates of cognitive decline in incident Alzheimer’s disease. J Neu- rol Neurosurg Psychiatry 2006 ; 77 : 308-16. 66. Stern Y. What is cognitive reserve ? Theory and research application of the reserve concept. J Int Neuropsychol Soc 2002 ; 8 : 448-60. 67. Buckner RL. Memory and executive function in aging and AD : multiple factors that cause decline and reserve factors that compensate. Neuron 2004 ; 44 : 195-208. 68. Cabeza R, Anderson ND, Locantore JK, McIntosh AR. Aging gracefully : compensatory brain activity in high-performing older adults. Neuroimage 2002 ; 17 : 1394-402. S. Villeneuve, S. Belleville 140 Psychol NeuroPsychiatr Vieil, vol. 8, no 2, juin 2010

×